【摘 要】
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在医疗、生物化学、航空航天、食品加工等行业经常需要使用内表面要求非常光滑的管道来输送高纯度的气体或液体,但是,由于这类管道长径比过大,受刀具尺寸、工件形状和材料等诸多
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在医疗、生物化学、航空航天、食品加工等行业经常需要使用内表面要求非常光滑的管道来输送高纯度的气体或液体,但是,由于这类管道长径比过大,受刀具尺寸、工件形状和材料等诸多因素制约,传统加工方式不易对其进行有效加工,需要研究新的加工方法来解决这些问题。磁力光整是以磁性磨料为切削工具,利用磁场控制磁性磨料的受力,使磁性磨料与工件表面产生相对运动,从而去除工件表面材料而达到所要求表面质量的光整方法。磁性磨料在磁场的作用下,形成一束具有挠性的磁力刷,当切削阻力大于磁场作用力时,磨料就会产生滚动或滑动,所以不会对工件表面产生损伤。此外磁力光整加工对设备精度要求不高,几乎不受设备振动的影响。由于磁力光整加工具有上述特点,使其适合对细长管道进行光整加工。国内外学者对磁力光整加工进行了大量的研究,但是在磁力光整的加工机理和实用性等方面还有许多问题需要解决。为此,本文对以下几个方面进行了研究:(1)对不锈钢管道内表面的磁力光整加工机理进行了探索。分析了加工过程中磁性磨料的受力情况和运动状态,以及磁性磨粒的切削机理。(2)利用有限元法对磁力光整加工过程中的磁场进行分析,得出磁场的分布状况,对设计磁力光整装置起到指导作用。通过分析可以看出表面开槽磁极会对磁场分布起到优化作用,提高工件内的磁场强度,从而提高加工效率。(3)设计了一套内表面可控磁场磁力光整装置,使用非结合式磁性磨料进行实验,探讨了这种磨料的抛光特性,实验结果表明这种加工方法可以使工件的表面粗糙度Ra值从0.40μm降到0.18μm,可以替代部分结合式磨料进行加工,以降低光整成本。上述研究工作可以克服传统加工方法的不足,对大长径比管件内表面光整加工具有加工效率高、光整效果好等优点,对推动磁力光整的实际应用具有积极作用。
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